JP2596834B2 - 工芸ガラス原石の製造方法 - Google Patents
工芸ガラス原石の製造方法Info
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- JP2596834B2 JP2596834B2 JP19461689A JP19461689A JP2596834B2 JP 2596834 B2 JP2596834 B2 JP 2596834B2 JP 19461689 A JP19461689 A JP 19461689A JP 19461689 A JP19461689 A JP 19461689A JP 2596834 B2 JP2596834 B2 JP 2596834B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工芸ガラス原石の製造方法、特に内外装用
壁あるいは床用等に使用するコンクリート製磨きパネル
である、いわゆるテラゾー等に使用する人造種石の原石
の製造方法に関する。
壁あるいは床用等に使用するコンクリート製磨きパネル
である、いわゆるテラゾー等に使用する人造種石の原石
の製造方法に関する。
（従来の技術） 従来、テラゾーの表面に散りばめるいわゆる種石とし
ては、天然の着色原石、例えば大理石、御影石を砕石し
て使用しており、その景観材料としてのデザイニングに
限界があった。例えば、天然原石の場合は色が鮮やかで
ない、ガラスのような光沢がない、表面が水分、ほこ
り、ゴミ等の吸収により、外観が変化する等の問題であ
る。
ては、天然の着色原石、例えば大理石、御影石を砕石し
て使用しており、その景観材料としてのデザイニングに
限界があった。例えば、天然原石の場合は色が鮮やかで
ない、ガラスのような光沢がない、表面が水分、ほこ
り、ゴミ等の吸収により、外観が変化する等の問題であ
る。
そこで、最近は金属精錬の際に発生するスラグ（鉱
滓）、例えば高炉スラグ、フェロアロイスラグ等の鉱滓
を原料として、ガラス製造方法を応用して着色工芸ガラ
スを作ることが試みられている。しかし、この方法はい
わゆる一般のガラス製造方法と同じように、SiO2,CaO,N
a2O,Al2O3を主成分にしており、溶解時の粘性が相当高
く、1400℃で105ポイズ以上あり、そのため、溶解物中
に内在する気泡を除去することが難しく、長時間加熱保
持して浮上除去しなければならない。また、該目的の着
色工芸ガラスを得るためには、原料に含まれているFe,M
n等の不純物による暗黒色を脱色して、無色透明または
乳白色にした状態で着色剤を働かせる必要がある。その
脱色剤として亜鉛（金属または酸化物で）を用いるが、
これらは1400℃程度の温度領域で溶解物の粘度を上昇さ
せ、かつ金属亜鉛を使用する場合はガス発生が活発とな
るから、前述の気泡の浮上除去と併せて、より長時間
（３〜４時間）の高温保持が必要となることが避けられ
ない。高温保持することは、熱エネルギーの消費と時間
を要することであり、それだけ製造費用を上昇させるこ
とになる。また、長時間高温保持させると、亜鉛による
脱色効果が消失することがある（溶解方法によっては、
限度時間は２時間程度）ので、この点からも製造時の時
間管理等の問題がある。
滓）、例えば高炉スラグ、フェロアロイスラグ等の鉱滓
を原料として、ガラス製造方法を応用して着色工芸ガラ
スを作ることが試みられている。しかし、この方法はい
わゆる一般のガラス製造方法と同じように、SiO2,CaO,N
a2O,Al2O3を主成分にしており、溶解時の粘性が相当高
く、1400℃で105ポイズ以上あり、そのため、溶解物中
に内在する気泡を除去することが難しく、長時間加熱保
持して浮上除去しなければならない。また、該目的の着
色工芸ガラスを得るためには、原料に含まれているFe,M
n等の不純物による暗黒色を脱色して、無色透明または
乳白色にした状態で着色剤を働かせる必要がある。その
脱色剤として亜鉛（金属または酸化物で）を用いるが、
これらは1400℃程度の温度領域で溶解物の粘度を上昇さ
せ、かつ金属亜鉛を使用する場合はガス発生が活発とな
るから、前述の気泡の浮上除去と併せて、より長時間
（３〜４時間）の高温保持が必要となることが避けられ
ない。高温保持することは、熱エネルギーの消費と時間
を要することであり、それだけ製造費用を上昇させるこ
とになる。また、長時間高温保持させると、亜鉛による
脱色効果が消失することがある（溶解方法によっては、
限度時間は２時間程度）ので、この点からも製造時の時
間管理等の問題がある。
（発明が解決しようとする課題） 従来の製造方法では、上記のように溶解時の粘性が高
いから、溶解物中に内在する気泡を除去するために長時
間にわたり高温加熱保持する必要がある。この傾向は着
色のために亜鉛を添加した場合により顕著にあらわれ
る。溶解物を長時間にわたり高温加熱保持することは製
造コストの上昇をもたらすとともに製造される工芸ガラ
ス原石の品質を不安定なものにする。
いから、溶解物中に内在する気泡を除去するために長時
間にわたり高温加熱保持する必要がある。この傾向は着
色のために亜鉛を添加した場合により顕著にあらわれ
る。溶解物を長時間にわたり高温加熱保持することは製
造コストの上昇をもたらすとともに製造される工芸ガラ
ス原石の品質を不安定なものにする。
本発明はこのような従来技術の問題点を解消したもの
であり、簡単な手段で溶解物の粘度を下げて気泡の除去
を容易にした工芸ガラス原石の製造方法を提供しようと
するものである。
であり、簡単な手段で溶解物の粘度を下げて気泡の除去
を容易にした工芸ガラス原石の製造方法を提供しようと
するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明の工芸ガラス原石の製造方法は鉱滓を含む原料
を溶解して得られる SiO2:40〜60％ Na2CO3:5〜15％ CaF2:3〜20％ FeO＋MnO:1％以下 の溶解物:100部に対して着色剤として少なくともZnO:5
〜15部を添加して溶解し、凝固することを特徴とする。
を溶解して得られる SiO2:40〜60％ Na2CO3:5〜15％ CaF2:3〜20％ FeO＋MnO:1％以下 の溶解物:100部に対して着色剤として少なくともZnO:5
〜15部を添加して溶解し、凝固することを特徴とする。
本発明に使用する着色剤としては亜鉛の他クロム、
銅、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属の酸化物又
は硫化物を使用する。すなわち亜鉛をZnOとして単独で
添加すると無色透明または乳白色となり、例えば酸化コ
バルトをZnOとともに添加するとブルーに、酸化クロム
をZnOとともに添加するとグリーンに、酸化銅をZnOとと
もに添加するとレッドになる。なおZnOを他の着色剤と
ともに添加するとき、ZnOはFeO,MnO等の不純物による暗
黒色の脱色剤として使用することになる。
銅、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属の酸化物又
は硫化物を使用する。すなわち亜鉛をZnOとして単独で
添加すると無色透明または乳白色となり、例えば酸化コ
バルトをZnOとともに添加するとブルーに、酸化クロム
をZnOとともに添加するとグリーンに、酸化銅をZnOとと
もに添加するとレッドになる。なおZnOを他の着色剤と
ともに添加するとき、ZnOはFeO,MnO等の不純物による暗
黒色の脱色剤として使用することになる。
（作 用） 成分について説明する。
SiO2は大気中での放冷による凝固物を破砕したときの
破面の光沢が増し、ガラス化の傾向が安定するという効
果がある。しかし、その含有率が増加すると、溶解性が
悪くなり、また、溶解物の粘度が上昇し気泡の上昇放散
が遅くなる。有効な溶解物中のSiO2含有率は40〜60％で
ある。
破面の光沢が増し、ガラス化の傾向が安定するという効
果がある。しかし、その含有率が増加すると、溶解性が
悪くなり、また、溶解物の粘度が上昇し気泡の上昇放散
が遅くなる。有効な溶解物中のSiO2含有率は40〜60％で
ある。
Na2CO3は、溶解物の粘度調整と気泡浮上に効果があ
る。ただし、含有量がある値を越えると、凝固物の固さ
が弱くなり、欠け易くなる傾向が増す。またグラファイ
ト電極を用いた抵抗式電気炉による溶解の場合、溶融塩
中の通電性を増す働きをする。有効な溶解物中のNa2CO3
含有量は５〜15％である。
る。ただし、含有量がある値を越えると、凝固物の固さ
が弱くなり、欠け易くなる傾向が増す。またグラファイ
ト電極を用いた抵抗式電気炉による溶解の場合、溶融塩
中の通電性を増す働きをする。有効な溶解物中のNa2CO3
含有量は５〜15％である。
CaF2は、溶解物の粘性を下げる作用があるが、含有量
がある値を越えると凝固物の破面の光沢を減じ、また脆
く欠け易くなる。有効な溶解物中のCaF2含有量は３〜20
％である。
がある値を越えると凝固物の破面の光沢を減じ、また脆
く欠け易くなる。有効な溶解物中のCaF2含有量は３〜20
％である。
すなわち主成分SiO2は凝固物のガラス化のために必要
な成分であるが含有率が増加すると溶解物の粘度が上昇
し流動性が悪く、従って溶解物中に含まれている気泡が
抜けず凝固物中に介在しその品質を下げる。この問題を
解消するために従来では溶解物を長時間にわたり高温保
持していたのであり、多量の熱エネルギーを消費するか
ら経済的でない。本発明では溶解物中にCaF2およびNa2C
O3を所定量添加含有させることにより、溶解物の粘度を
コントロールして、粘性を下げその中に内在する気泡の
浮上除去を促進させ、原料の溶解が完全に出来た段階で
即出湯可能にさせるものである。
な成分であるが含有率が増加すると溶解物の粘度が上昇
し流動性が悪く、従って溶解物中に含まれている気泡が
抜けず凝固物中に介在しその品質を下げる。この問題を
解消するために従来では溶解物を長時間にわたり高温保
持していたのであり、多量の熱エネルギーを消費するか
ら経済的でない。本発明では溶解物中にCaF2およびNa2C
O3を所定量添加含有させることにより、溶解物の粘度を
コントロールして、粘性を下げその中に内在する気泡の
浮上除去を促進させ、原料の溶解が完全に出来た段階で
即出湯可能にさせるものである。
原料の中には、発色を妨害する鉄やマンガンを少量含
んでいるので、これらの妨害を打消す目的でZnOを添加
する。溶解物中のFeO＋MnOの含有量により、溶解物の凝
固後の色調を無色透明または乳白色にするためのZnO必
要量が変化し、妨害成分の量が増加すると、それにつれ
てZnOを増加することが必要である。しかし、FeO＋MnO
が１％を越えると脱色が困難になり、凝固物の破面に灰
色が残った。またFeO＋MnOが１％以下でも、ZnOの添加
量が足りないと、完全脱色出来ないことが判った。更に
ZnOは超微粉であり、粒径が0.2μｍ以下のため、溶解中
に白色ヒュームとなって大気中に飛散しやすいので、そ
の添加量が制限される。以上のような背景からZnOの添
加量を溶解物100部に対して最大15部とした。また、妨
害成分は、鉱滓以外の天然の原料中にも少量（〜0.1
％）含まれており、ZnOを使用しないと、完全脱色が出
来ないことが判明した。そのため、最低ZnOを溶解物100
部に対して最低５部添加することが必要であるとの結論
を得た。
んでいるので、これらの妨害を打消す目的でZnOを添加
する。溶解物中のFeO＋MnOの含有量により、溶解物の凝
固後の色調を無色透明または乳白色にするためのZnO必
要量が変化し、妨害成分の量が増加すると、それにつれ
てZnOを増加することが必要である。しかし、FeO＋MnO
が１％を越えると脱色が困難になり、凝固物の破面に灰
色が残った。またFeO＋MnOが１％以下でも、ZnOの添加
量が足りないと、完全脱色出来ないことが判った。更に
ZnOは超微粉であり、粒径が0.2μｍ以下のため、溶解中
に白色ヒュームとなって大気中に飛散しやすいので、そ
の添加量が制限される。以上のような背景からZnOの添
加量を溶解物100部に対して最大15部とした。また、妨
害成分は、鉱滓以外の天然の原料中にも少量（〜0.1
％）含まれており、ZnOを使用しないと、完全脱色が出
来ないことが判明した。そのため、最低ZnOを溶解物100
部に対して最低５部添加することが必要であるとの結論
を得た。
（実施例） 以下に、本発明の実施例を示す。溶解方法は、グラフ
ァイト電極を用いた抵抗式電気炉で行なった。
ァイト電極を用いた抵抗式電気炉で行なった。
本発明では必要な成分を得る手段として、より安価で
産業副成品である高炉スラグやフェロアロイスラグ等の
鉱滓を原料の一部に使用する。高炉スラグとフェロアロ
イスラグの化学成分の一例を第１表に、使用原料の配合
比を第２表に示す。
産業副成品である高炉スラグやフェロアロイスラグ等の
鉱滓を原料の一部に使用する。高炉スラグとフェロアロ
イスラグの化学成分の一例を第１表に、使用原料の配合
比を第２表に示す。
第３表，第４表，第５表および第６表はそれぞれ溶解
物中のSiO2,Na2CO3,CaF2およびFeO＋MnOの成分含有量を
変化させて、所望する特性値を得るための各成分の範囲
を調査したものである。調査方法は、炉の中で溶け落ち
た状態すなわち湯の表面が完全に溶けた状態を肉眼で確
認した後、溶湯を1300〜1400℃に10分間保持した状態
で、SUS304ステンレス鋼丸棒を湯の中に挿入して引き上
げ、大気中で凝固させた時の付着物の外観を観察して判
定した。すなわち、丸棒の表面に形成されたガラス状被
膜に気泡がなく、ZnOによる脱色状態が無色透明または
乳白色状態である場合は、所望する特性を現出している
ものとした。
物中のSiO2,Na2CO3,CaF2およびFeO＋MnOの成分含有量を
変化させて、所望する特性値を得るための各成分の範囲
を調査したものである。調査方法は、炉の中で溶け落ち
た状態すなわち湯の表面が完全に溶けた状態を肉眼で確
認した後、溶湯を1300〜1400℃に10分間保持した状態
で、SUS304ステンレス鋼丸棒を湯の中に挿入して引き上
げ、大気中で凝固させた時の付着物の外観を観察して判
定した。すなわち、丸棒の表面に形成されたガラス状被
膜に気泡がなく、ZnOによる脱色状態が無色透明または
乳白色状態である場合は、所望する特性を現出している
ものとした。
なお、ZnOによる脱色効果調査のため、使用原料中のF
eOの不足分は、ミルスケールを所定量添加することで補
った。
eOの不足分は、ミルスケールを所定量添加することで補
った。
第３表〜第６表に示す調査結果から、本発明が所望す
る特性を有する工芸ガラス原石を得るためには、溶解物
中にSiO2を40〜60％、Na2CO3を５〜15％、CaF2を３〜20
％含有させ、かつFeO＋MnOを１％以下に制限するととも
に着色剤として少なくともZnOを溶解物100部に対して５
〜15部添加して溶解することが必要であるとの結論を得
た。
る特性を有する工芸ガラス原石を得るためには、溶解物
中にSiO2を40〜60％、Na2CO3を５〜15％、CaF2を３〜20
％含有させ、かつFeO＋MnOを１％以下に制限するととも
に着色剤として少なくともZnOを溶解物100部に対して５
〜15部添加して溶解することが必要であるとの結論を得
た。
なお上記実施例では着色剤としてZnOを単独で使用し
て工芸ガラス原石の色調を無色透明または乳白色とした
が、もちろんZnOに加えて他の着色剤を添加して所望の
色調（ブルー、グリーン、レッド、ブラウン、イエロー
等）を得ることもできる。この場合のZnOはFeO＋MnOに
よる暗黒色の脱色剤として作用する。すなわちZnOによ
り無色透明または乳白色にした状態で着色剤を作用させ
る。
て工芸ガラス原石の色調を無色透明または乳白色とした
が、もちろんZnOに加えて他の着色剤を添加して所望の
色調（ブルー、グリーン、レッド、ブラウン、イエロー
等）を得ることもできる。この場合のZnOはFeO＋MnOに
よる暗黒色の脱色剤として作用する。すなわちZnOによ
り無色透明または乳白色にした状態で着色剤を作用させ
る。
（発明の効果） 本発明による工芸ガラス原石の製造方法によれば、溶
解物の粘性を下げるのに従来のように長時間（３〜４時
間）高温（1400℃）保持するのでなく、Na2CO3およびCa
F2を所定量溶解物中に含有させるという簡単な手段によ
り短時間（10分間程度）で粘性を下げることができるの
で多量の熱エネルギーを消費することはなく経済的であ
る。これにより短時間に溶解物中に含まれる気泡が浮上
除去できる。又発色を妨害するFeO＋MnOを１％以下にお
さえるとともにZnOを溶解物100部に対して５〜15部添加
するので充分に無色透明または乳白色となるから着色剤
が有効に作用し所望の色調の工芸ガラス原石を得ること
ができる。
解物の粘性を下げるのに従来のように長時間（３〜４時
間）高温（1400℃）保持するのでなく、Na2CO3およびCa
F2を所定量溶解物中に含有させるという簡単な手段によ
り短時間（10分間程度）で粘性を下げることができるの
で多量の熱エネルギーを消費することはなく経済的であ
る。これにより短時間に溶解物中に含まれる気泡が浮上
除去できる。又発色を妨害するFeO＋MnOを１％以下にお
さえるとともにZnOを溶解物100部に対して５〜15部添加
するので充分に無色透明または乳白色となるから着色剤
が有効に作用し所望の色調の工芸ガラス原石を得ること
ができる。
また、本発明の製造方法により得られる工芸ガラス原
石は、その凝固物の破面が鮮やかな色調と光沢を有する
ので、高級テラゾー用種石等に使用して独特な景観材料
を提供することが出来る。
石は、その凝固物の破面が鮮やかな色調と光沢を有する
ので、高級テラゾー用種石等に使用して独特な景観材料
を提供することが出来る。
Claims (1)
- 【請求項１】鉱滓を含む原料を溶解して得られる SiO2:40〜60％ Na2CO3:5〜15％ CaF2:3〜20％ FeO＋MnO:1以下 の溶解物:100部に対して着色剤として少なくともZnO:5
〜15部を添加して溶解し、凝固することを特徴とする工
芸ガラス原石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19461689A JP2596834B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 工芸ガラス原石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19461689A JP2596834B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 工芸ガラス原石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360441A JPH0360441A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2596834B2 true JP2596834B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=16327500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19461689A Expired - Lifetime JP2596834B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 工芸ガラス原石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596834B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19461689A patent/JP2596834B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360441A (ja) | 1991-03-15 |
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